Kogeban et CBEM, les centrales biomasse picardes d’Akuo Energy

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Article paru dans le Bioénergie International n°46 de décembre 2016

Avec près de 560 MWé installés, Akuo Energy est le premier producteur indépendant français d’électricité renouvelable. Fondée en 2007, l’entreprise se positionne majoritairement sur l’éolien et le photovoltaïque, mais aussi sur la biomasse. L’entreprise, qui dispose de filiales dans une dizaine de pays, emploie aujourd’hui 250 collaborateurs. Elle intervient sur toute la chaîne de valeur des projets : approvisionnement, études, ingénierie, construction, financement et exploitation. En 2016, elle dispose de trois centrales de cogénération à biomasse en France : deux dans les Hauts de France et une en construction en Bourgogne-Franche-Comté. Cette dernière sera mise en service en 2017 à Novillars dans le Doubs, sur le site de la papeterie Gemboubs, et produira 23,5 MW d’énergie verte dont 20 MW d’électricité.

Nous allons découvrir ici les deux centrales en service dans la Somme. Ces sites ont été choisis de par la présence de puits de chaleur importants à même de valoriser la chaleur du processus de production électrique. Pour ce faire, Akuo Energy a conclu des accords de longue durée pour la vente de chaleur et de froid, en complément de son activité électrique de base.

Un approvisionnement à 100 % forestier

L’approvisionnement en bois des deux sites est basé à 100 % sur du bois rond et des plaquettes forestières. La ressource est collectée dans un rayon de 250 km dans les forêts proches des Hauts de France mais aussi dans les Ardennes et en Normandie. Notons que le plan d’approvisionnement des deux projets a été facilité par un contexte de repli définitif de la consommation de bois de toutes les papeteries de la grande région (Venizel, Alizay, Corbehem). Cette situation a en effet libéré près de deux millions de tonnes de bois par an localement. Et même si ces centrales sont loin de compenser cette perte de marché pour les forestiers, elles ont été fort bien accueillies, car elles ont ainsi permis de sauvegarder 140 emplois dans la filière bois, en plus des 50 postes créés sur les sites de projets.

Adossée aux deux centrales, Akuo Energy a également réalisé une plateforme de préparation et de stockage du bois, portant le montant des investissements pour ces trois équipements à 150 millions d’euros.

Kogeban, la centrale de trigénération de Nesle

Kogeban, littéralement Cogénération Biomasse Ajinomoto de Nesle, est née d’un partenariat entre Akuo Energy, la Caisse des Dépôts et Consignations, la CNIM et Ajinomoto Foods Europe, producteur d’acides aminés pour l’industrie alimentaire pour tout le continent européen implanté à Nesle. Notons que le projet a été accompagné dès l’origine en 2006 par le bureau d’études Opeos.

Ce projet fut le premier à sortir de terre parmi les 22 retenus en 2008 dans le cadre de l’appel d’offre CRE 2. Les porteurs du projet ont ainsi pu signer un contrat de vente d’électricité au tarif bonifié de 115 €/MWh sur une durée garantie de 20 ans.

Kogeban a pour but de produire 16 MW d’électricité et de fournir de la chaleur et du froid sur la zone industrielle agroalimentaire de Nesle-Mesnil-Saint-Nicaise. Trois établissements sont desservis en chaleur : Ajinomoto en principal, puis Syral, spécialisée dans l’amidon de blé, et Sedalcol, fabricant de produits à base de céréales. Notons que l’un des arguments forts qui a aidé le projet à sortir, fut la fourniture à ces entreprises d’une énergie compétitive à même de consolider les 450 emplois sur la zone, les dépenses en énergie fossile représentant le deuxième poste de dépense chez Ajinomoto par exemple.

Précisons que la plateforme bois d’Akuo Energy a été implantée sur le site de Nesle, pour servir en direct la plus grosse centrale des deux, mais aussi la seconde centrale distante de moins de 25 km. Cette plateforme est gérée par la Société d’Approvisionnement en Biomasse Energie des Hauts de France (SABEHF). Les deux structures implantées à Nesle représentent un investissement de 85 millions d’euros.

Les installations de Kogeban

Si le site de Nesle héberge la plateforme bois, il abrite aussi le silo d’alimentation de la centrale sur place. Celui-ci est constitué d’une fosse de déchargement du bois, d’un crible et de huit travées couvertes de 870 m³ chacune, équipées de herses de manutention VECOPLAN procurant une autonomie de 48 h à l’installation. Des détecteurs de points chauds Siemens permettent de contrôler les éventuelles montées en température du bois.

De là, le bois est convoyé par un convoyeur à chaînes VECOPLAN vers la chaufferie. Avant introduction dans la chaudière, le bois est dosé dans une trémie munie de trois vis de dévoûtage et fournie également par l’entreprise VECOPLAN.

Le cœur de la centrale a été fourni par la CNIM qui a assuré la livraison clé en main du lot production d’énergie. L’installation thermique est composée d’une chaudière CNIM à tubes d’eau de 32 mètres de hauteur et d’un économiseur de la même taille fourni par les Ets Favier Setrem.

La grille du foyer a été fournie par l’entreprise américaine Detroit Stoker. Il s’agit d’une grille roulante, telle une grosse chenille de char, sur laquelle le combustible est projeté par un système nommé spreader stoker. Les fines particules brûlent en suspension alors que les plus lourdes viennent tapisser la grille d’une épaisseur d’environ 10 cm en début de cycle. La grille avance à une vitesse correspondant à la durée de combustion du bois et qu’on adapte en fonction de la qualité du combustible. L’air primaire injecté au niveau de la grille est préalablement chauffé à une température de 170 °C par un réchauffeur Favier alimenté par de la vapeur provenant de la turbine. Ce réchauffage permet de maintenir la température de la grille autour de 300°C, garantissant le séchage et la gazéification du bois, ainsi que la pérennité de l’équipement.

L’ensemble des échangeurs à tubes d’eau est ramoné toutes les huit heures par des ramoneurs vapeur Clyde Bergemann. Le dépoussiérage est assuré par quatre filtres à manches fournis par LAB, une filiale du groupe CNIM. Ils sont munis de 1512 manches TTL permettant de filtrer les 110 000 m³ de gaz qui sortent chaque heure de la chaudière.

Valeurs limites d’émissions de la chaudière de Nesle à 6 % d’O2
5 mg/Nm³ d’ammoniac – NH3
200 mg/Nm³ de monoxyde de carbone – CO
20 mg/Nm³ de poussières
250 mg/Nm³ d’oxydes d’azote – NOx
Les ramoneurs pneumatiques des filtres à manches LAB de Kogeban, photo Frédéric Douard

Pour la réduction des oxydes d’azote, la CNIM a mis en place un traitement SNCR par injection de microbilles d’urée dans la zone de combustion. Un analyseur de gaz en continu Sick contrôle l’ensemble des valeurs.

La production d’électricité est assurée par un turbo-alternateur Siemens à condensation, équipé de trois points de soutirage.

Côté thermique, la centrale fournit trois fluides différents à ses clients par des réseaux bien entendu séparés : 10 à 15 MW de vapeur à 15 bar, 17 à 23 MW d’eau surchauffée à 8 bar et 2,8 MW d’eau froide. Cette dernière est produite par un groupe à absorption qui ramène les eaux recyclées de l’usine Ajinomoto à 8 °C. Une installation de filtration par osmose inverse permet de traiter cette eau avant retour à l’usine, et aussi d’alimenter la centrale en eau déminée. Ce recyclage d’eau fait économiser 2/3 des 3 millions de m³ d’eau utiles au processus Ajinomoto, une quantité qui était auparavant perdue.

Enfin un plan d’épandage permet de valoriser les 6 000 tonnes de cendres produites annuellement à raison de 10 tonnes /ha/an sur 700 ha/an avec un roulement sur 3 500 ha répartis sur 20 communes.

L’exploitation de Kogeban

C’est la CNIM qui exploite la centrale et qui emploie 18 personnes sur place pour cela. Pour la maintenance, la CNIM a fait appel à la société ENNOVIA qui l’a accompagné dès la phase d’ingénierie afin de faciliter la mise en exploitation du site.

La centrale fonctionne 49 semaines par an, les deux semaines restant étant dédiées à l’entretien annuel, comme le sablage de l’intérieur de la chaudière, la vérification de tous les organes techniques, le changement des pièces d’usure et le passage de la DREAL pour ses contrôles.

Calendrier et chiffres Kogeban
Démarrage travaux	juillet 2010
Premier feu	juillet 2013
1ére livraison vapeur	septembre 2013
1ére livraison élec.	novembre 2013
Réception	juin 2014
Puissance turbine	16 MW
Production élec.	130 GWh/an
Puissance chaudière	83 MW – 110 t/h vapeur à 92 bar & 520°C
Livraison vapeur	220 GWh/an
Livraison froid	2 GWh/an
Consommation bois	240 000 tonnes/an
Cendres	6 000 tonnes/an
Évitement CO2	90 000 tonnes / an
Plateforme bois et centrale de Nesle	40 empois

La centrale de cogénération Biomasse d’Estrées-Mons – CBEM

La genèse de CBEM est du même type que celle de Kogeban. Elle a associé le bureau Opéos et le géant industriel Bonduelle. Par contre, le dossier a été déposé plus tard dans le cadre de l’appel d’offre CR3, avec un tarif de rachat à 150 €/MWhé.

Le projet, réalisé en une année seulement, a pour but de produire 13 MW d’électricité pour le réseau RTE mais aussi 25 tonnes/heure de vapeur pour l’usine Bonduelle Europe Long Life d’Estrées-Mons. Cette usine est la plus grande usine de production de légumes en conserve et surgelés au monde.

Elle emploie 830 salariés permanents et jusque 1 600 en campagne de production. La centrale couvre 60 % des besoins en vapeur de l’usine plus le chauffage du centre INRA basé sur la commune.

Les installations CBEM

Il s’agit de la même centrale que Kogeban, juste un peu plus petite. Le silo de stockage couvert compte quatre travées de 28 × 15 × 4 m équipées de herses VECOPLAN et qui procurent 60 h d’autonomie à l’installation. La chaudière CNIM est équipée de quatre filtres à manches LAB pour traiter les poussières des 75 000 m³ de gaz qui en sortent chaque heure.

Calendrier et chiffres CBEM
Démarrage travaux	janvier 2013
Premier feu	septembre 2014
1ére livraison vapeur	mars 2015
Puissance turbine	13 MWé
Production élec.	100 GWh/an
Puissance chaudière	63 MW 72 t/h de vapeur à 92 bar & 520°C
Vapeur livrée	25 t/h – 120 GWh/an
Consommation bois	150 000 tonnes/an
Production cendres	4 500 tonnes/an
Évitement CO2	60 000 tonnes / an
Investissement	65 M €
Personnel sur place	10

Contacts :

• Akuo Energy : Christophe Baudelet – baudelet@akuoenergy.com – www.akuoenergy.com
• Convoyage bois : www.tbm.fr – www.vecoplan.com
• Chaudières & exploitation : www.cnim.com
• Foyers : www.detroitboilerco.com
• Économiseurs : www.faviersetrem.fr
• Ramoneurs vapeur : www.cbpg.com
• Cheminées :  www.ferbeck.com à Nesle et www.vlstaal.com à Estrées
• Traitement de fumée : www.lab.fr
• Manches de filtres : www.ttlfrance.fr
• Maintenance : www.ennovia.fr
• Analyse en continu humidité du bois & fumées : www.sick.com
• Solution de ramonage automatique : www.explosionpower.ch
• Convoyage cendres : www.louise-sa.com
• Turbines : www.energy.siemens.com
• Production de froid : www.trane.com
• Pompes réseaux : www.sulzer.com

Frédéric Douard, en reportage à Nesle et Estrées-Mons

> Lire également : TBM-Vecoplan équipe la plateforme biomasse Akuo Energy de Nesle